为什么 fseek 使用 read() 系统调用？

Question

我试图了解fseek的 glibc 实现。 为此，我下载了 glibc 源代码并试图了解它的 function 执行顺序。

我在libio/fseek.c中找到了fseek实现。 基本上，它使用相同的参数调用 function（或更确切地说是宏） _IO_fseek() 。 该宏在libio/iolibio.h中实现。

它被定义为_IO_seekoff_unlocked (__fp, __offset, __whence, _IOS_INPUT|_IOS_OUTPUT) （在libio/ioseekoff.c中实现）。 执行的下一步对我来说相当混乱：

_IO_seekoff_unlocked基本上返回_IO_SEEKOFF (fp, offset, dir, mode); ，它返回_IO_seekoff_unlocked (fp, offset, dir, mode); ，这应该创建一个调用循环。

此外，在示例程序（ seek.c ）上使用strace时：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("[Fseek] Executing fseek\n");
    FILE *f = fopen("./seek.c", "rb");

    fseek(f, 0L, SEEK_END);
}

它表明fseek将调用read系统调用，即使我在 glibc 实现中找不到它。

...
write(1, "[Fseek] Executing fseek\n", 24[Fseek] Executing fseek
) = 24
openat(AT_FDCWD, "./seek.c", O_RDONLY)  = 3
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=146, ...}) = 0
fstat(3, {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=146, ...}) = 0
lseek(3, 0, SEEK_SET)                   = 0
read(3, "#include <stdio.h>\n\nint main(voi"..., 146) = 146
exit_group(0)                           = ?
+++ exited with 0 +++

我的目标是了解 read 系统调用是如何在这里使用的。 我有自己的read系统调用实现，它适用于我编写的其他测试，但在通过fseek调用时会由于某种原因失败。

例如，我在 function 中使用fseek来获取文件的大小：

long get_file_size(const char *name)
{
    FILE *temp_file = fopen(name, "rb");
    if (temp_file == NULL)
    {
        return -1;
    }

    fseek(temp_file, 0L, SEEK_END);
    long sz =  ftell(temp_file);
    fclose(temp_file);
    return sz;
}

这个 function 将通过“正常” read实现返回正确的大小，但我的会失败。 所以，如果有人能告诉我如何理解fseek中read的使用（我在源代码中找不到），我将不胜感激。

Answer 1

_IO_seekoff_unlocked->_IO_SEEKOFF实际上扩展为JUMP3 (__seekoff, FP, OFF, DIR, MODE) 。 JUMP3是一个从FILE "jump" table/vtable调用__seekoff的宏。

fopen默认分配_IO_file_jumps （或类似的东西，因为文件可以是 mmap 等）作为新FILE的跳转表。 它是FILE的跳转表/虚拟表的实现。

所以_IO_SEEKOFF调用_IO_file_jumps->__seekoff 。 它指向_IO_new_file_seekoff ，最后在 function 内部调用_IO_SYSREAD 。 _IO_SYSREAD从跳转表调用_read ，后者又调用_IO_file_read ，后者调用__read最终执行SYSCALL_CANCEL (read) 。